JP2006087148A - 画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 任意のＣＣＤ基板に対して画像処理基板を共通に使用可とする。
【解決手段】 画像読み取りの光電変換部３１と、画像信号に対してアナログ処理を施すアナログ処理部３４と、Ａ／Ｄ変換部３５と、シェーディング補正用データを生成するための基準データ取込期間信号ｄを出力する制御部３７を画像読取基板３０に搭載し、データを記憶するメモリと、前記期間信号ｄに基づく期間の画像データに基づいてシェーディング補正用データを生成して前記メモリに記憶させると共に該シェーディング補正用データに基づいて画像データに対してシェーディング補正を施す画像処理部２０ＤＩを画像処理基板２０に搭載して、読取基板３０から処理基板２０に基準データ取込期間信号ｄに与えることを特徴とする画像読み取り装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は、原稿画像をＣＣＤを用いて光学的に読み取り、得られた画像信号に電気的シェーディング補正等の画像処理を施す画像読み取り装置に関する。該画像読み取り装置は、デジタル複写機，スキャナ装置等に使用される。

特開昭６０−９８７５７号公報 特開平２−１１０６２号公報 特開平５−２３６２７１号公報 特開平９−９３４３３号公報 特開平８−３２８０４号公報。

従来のデジタル複写機に使用される画像読み取り装置には、読み取る原稿を載せる原稿台及びシェーディング補正をするための基準白板（原稿読み取り面の下地）があり、その下を光源，ミラー，集光レンズ，ＣＣＤを搭載したキャリッジが配置されている。光源から出た光は、原稿に照射され、その反射光はミラーを介して集光レンズ，ＣＣＤに導かれ電気信号に変換される。ＣＣＤが主走査を行ないつつキャリッジを副走査方向に動かすことによって原稿を読み取る。

図５に、従来の画像読み取り装置の構成及び画像データの流れを一例で示す。ＣＣＤ３１が読み取った画像信号は、ＣＣＤ３１が搭載されているＣＣＤ基板３０と同一基板上に配置された、サンプルホールド，信号増幅器等のアナログの画像処理回路３０ＡＮを経てＡ／Ｄ変換器３５に送られ、デジタル信号に変換される。

変換された画像データは、画像処理基板２０に送られ、シェーディング処理，フィルター処理，ガンマ変換処理等のデジタル処理回路２０ＤＩを経て、画像記録装置に送られ、コピーとして印字される。

これら従来の読み取り装置においては、原稿読み取り前（または後）にその読み取り面の下地として設けられている基準白板を読み取ることによって基準シェーディング波形（シェーディングデータ）として記憶し、原稿読み取り中、そのシェーディング波形をメモリより読み出してシェーディング補正を行ない、また信号処理回路の利得の補正を行なっている。

この様に基準白板を使用し、光源，ミラー，集光レンズ，ＣＣＤ等のばらつきに対しシェーディング補正用データ（シェーディングデータ）を設定した後に、光源の照度が経時的に変化する場合がある。例えばファクシミリの様に処理に時間を要する場合や、機器の温度変動を伴う場合には、十分なシェーディング補正が機能しないことがある。

そこで特許文献１では、照明光源で照明された原稿を光学系により受光素子上に結像させて、情報を読み取る原稿読み取り装置において、シェーディング補正用光量分布指標を設け、この指標を任意の時に原稿の読み取り面上に設定する方法が提示されている。

また従来の読み取り装置においては、主走査や幅走査の画像読み取り範囲に比較して、例えば原稿の大きさが小さく、画像読み取り範囲と原稿サイズが一致しない場合でも、ＣＣＤ基板からは画像読み取り範囲に関する全てのＣＣＤ出力を送出し、後段の画像処理基板にて必要な読み取り範囲を設定していた。

特許文献２には、画像データの大きさがカット紙の大きさより所定範囲内で大きい場合、画像データをカット紙の大きさに合わせて縮小することによりカット紙の無駄使いを防止する方法が開示されている。

しかしながら従来の画像読み取り装置におけるシェーディングデータを生成するための回路は、メモリ（ＦＩＦＯ）を利用するため回路規模が大きくなりＣＣＤ基板３０に配置することが困難であり、従って後段にあたる画像処理基板２０に搭載されることが多い。

引用文献３には、ＲＡＭを、ＣＣＤ読み取りの濃度調整データの格納と、シェーディング補正用のルックアップテーブルに用いる、画像読み取りのシェーディング補正装置が記載されている。引用文献４には、ＣＣＤ基板２，スキャナ制御基板１およびスキャナドライバ基板３の組み合わせが記載されている。引用文献５にも、ＣＣＤ基板６７，スキャナ回路基板６９およびスキャナドライバ基板６８の組み合わせが記載されている。

画像処理基板２０でシェーディングデータを生成する際に、どの画像データをシェーディングデータにすればよいかの情報が必要であり、従来はスキャナモ−タを制御するＣＰＵから基準白板読み取り期間の情報（ゲ−ト信号）をもらい、その情報をトリガにして生成を行なってきた。ところで前記基準白板読み取り期間のすべてをシェーディングデータ生成に使用できるわけではなく、基準白板読み取り期間の前半で利得調整を行ったり、地肌濃度追従のためのＡ／Ｄ変換器のリファレンス調整を行ったりする必要があるため、画像処理基板２０に幅走査カウンタ，設定レジスタ等を設け、前記基準白板読み取り期間の情報（ゲ−ト信号）に基づいてこれらを調整することによってシェーディング期間を設定していた。

上記の基準白板読み取り期間の情報（ゲ−ト信号）はＣＣＤ基板３０から画像処理基板２０に対して供給されるため、ＣＣＤ基板３０を交換あるいは変更した場合には、画像処理基板２０も再設定または処理部の変更を行う必要がある。ＣＣＤ基板３０を異なる機種に共通に使用する場合、該ＣＣＤ基板３０の変更を実施したときの画像読取特性の劣化が大きく、従ってＣＣＤ基板３０の共通使用のネックとなっていた。

また従来の画像読み取り装置において、ＣＣＤによる画像読み取り時のアンプゲインや、Ａ／Ｄ変換器のリファレンス電圧等の調整データは、後段の画像処理基板２０に設けられたメモリに蓄えられていた。従って画像処理基板２０を交換する時には該メモリに必要な調整データを再記入する必要があった。

本発明は、任意のＣＣＤ基板に対して画像処理基板を、画像処理特性を格別に損うことなく共通に使用可とすることを第１の目的とし、ＣＣＤ基板と画像処理基板との組み合わせの変更による画像処理特性の劣化を抑止することを第２の目的とする。

（１）画像読取基板(30)と該画像読取基板からの画像データに対してシェーディング補正などの画像処理を施す画像処理基板(20)とを有する画像読み取り装置であって、
前記画像読取基板(30)は、画像光を画像信号に変換する光電変換部(31)と、該光電変換部により変換された画像信号に対してアナログ処理を施すアナログ処理部(34)と、該アナログ処理を施された画像信号をデジタル信号に変換して画像データとして出力するＡ／Ｄ変換部(35)と、シェーディング補正用データを生成するための基準データ取込期間信号(d)を出力する制御部(37)と、を備え、
前記画像処理基板(20)は、データを記憶するメモリと、前記基準データ取込期間信号に基づく期間の画像データに基づいて前記シェーディング補正用データを生成して前記メモリに記憶させると共に該シェーディング補正用データに基づいて画像データに対してシェーディング補正を施す画像処理部(20DI)と、を備えることを特徴とする画像読み取り装置。

なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項の符号を、参考までに付記した。

これによれば、シェーディング補正用データの設定のための画像処理部(20DI)の負担が軽減し、また画像読取基板(30)を変更しても画像処理基板(20)を再調整する必要が無い。画像読取基板(30)および画像処理基板(20)を各機種に共通に使用することが出来る。

（２）上記（１）記載の画像読み取り装置であって、
前記画像読取基板(30)は、前記光電変換部(31)と前記アナログ処理部(34)と前記Ａ／Ｄ変換部(35)との少なくともいずれかによる処理の調整用データを記憶するメモリ(38)を備え、
前記画像読取基板(30)の制御部(37)は、前記記憶された調整用データに基づいて前記光電変換部(31)と前記アナログ処理部(34)と前記Ａ／Ｄ変換部(35)とを制御することを特徴とする画像読み取り装置。

従来、メモリの共通化という観点から、画像読取基板(30)の設定情報は、画像処理基板(20)上にある、画像読取制御手段(21)周辺の他の設定値も保管されているＲＯＭ(22)に併せて保管されていた。そのため、画像読取基板(30)と画像処理基板(20)には組み合わせが生じ、画像読取基板(30)あるいは画像処理基板(20)を交換した時はＲＯＭ(22)に該設定情報を再記録する必要であった。

本発明では、必要とする様々な調整値を画像読取基板(30)のメモリ(38)に直接保管することにより、画像読取基板(30)と画像処理基板(20)の組み合わせ調整が不要となり、画像処理基板(20)のＲＯＭ(22)に調整値を再記録する必要がなくなる。

本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

図１に、本発明の一実施例である画像読取装置１００の構成概略を示す。読み取り原稿３を載置するためのコンタクトガラス１は光源である蛍光灯４ａ，４ｂによって照射され、読み取り原稿の画像面からの反射光はレンズアレイ７および赤外カットフィルター８を介してＣＣＤ３１の受光面に結像される。レンズアレイ７および赤外カットフィルター８はホルダ６で固定され、ホルダ６の下部にＣＣＤ３１があり、ＣＣＤ３１はホルダ６に押し当てるようにＣＣＤ基板３０に固定されている。

以上の蛍光灯４ａ，４ｂ，レンズアレイ７，赤外カットフィルター８，ＣＣＤ３１およびＣＣＤ基板３０はキャリッジ５に搭載され、コンタクトガラス１と平行に副走査方向（図１の左右方向）に移動自在である。このキャリッジ５の移動によって読み取り原稿の画像面が副走査方向に走査される。なお、キャリッジ５はモータ１７により駆動される。また、主走査方向（図１の紙面の表から裏への方向）の走査は、主走査方向に延びるＣＣＤ３１の読込みにより行なわれる。このように原稿画像はＣＣＤ３１によって１次元的に読み取られ、キャリッジ５が移動することで原稿全面が走査される。

図２に示すように、ＣＣＤ基板３０にはＣＣＤ３１，ＣＣＤドライバ回路３２，サンプルホ−ルド３３，信号増幅器３４等のアナログ処理回路及び、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３５，信号処理回路３７が備わっている。これらの回路はレベルが低いＣＣＤ３１の出力信号を、処理しやすい電圧まで増幅しデジタル変換するためにＣＣＤ３１直近に設置されている。

画像読取装置１００には上記の他、原稿３を押さえる原稿圧板２，スタート指示等の各種入力や読み取り枚数などを表示する操作表示ボード１４，電力を供給する電源部１５，ＣＣＤ３１から出力される画像信号に各種処理を施す画像処理基板２０などが備わり、キャリッジ５に対する電源の供給，クロック信号，画像信号及び制御信号の伝達などはフレキシブルケーブル１２及び中継ボード１３を介して行われる。

再度図１を参照する。コンタクトガラス１の、キャリッジホ−ムポジション対応位置に白い反射板、即ち基準白板Ｗｐがあり、原稿走査の直前に蛍光灯４ａ，４ｂによって照射された該基準白板ＷｐをＣＣＤ３１で読込むことにより読み取り基準データ（シェーディングデータ）を得る。

画像読取装置１００の電装部の概略を示す図２を参照すると、画像処理基板２０は、本装置全体の制御を行なうＣＰＵ２１，固定データや制御プログラムを記憶しているＲＯＭ２２，各種フラグ等を読み書きし、ＣＣＤ３１によって読み取られた画像信号を記憶するＲＡＭ２３，Ｉ／Ｏポート２４，モータ１７を付勢するモータドライバ２５，蛍光灯４ａ，４ｂを付勢するランプドライバ４ｄ，ＣＣＤ３１からの出力信号（デジタル信号）をシェーディング処理する回路２７，フィルター処理回路２８，ガンマ変換処理回路，および、ＲＡＭ２３に格納されたデータを画像記録装置（図示しない）に出力するための通信インタフェース４０等から構成される。シェーディング処理回路２７には、前述のシェーディングデータを格納するためのメモリが含まれる。

画像処理基板２０，モータドライバ２５等には直流電源部１６から直接、直流出力電圧が印加される。直流電源部１６からの直流出力電圧は、直流電源部１６の交流入力端を商用交流に接続するための主電源スイッチ（図示しない）が閉じられている限り常時印加される。

ＣＣＤ３１及びＣＣＤ基板３０にはＭＯＳトランジスタ２６でなるスイッチを介して直流出力電圧が印加される。ＭＯＳトランジスタ２６のゲートにスイッチングドライバ２６ｂを介してＨＩＧＨレベルの制御信号ＰONを印加することによりＣＣＤ３１及びＣＣＤ基板３０に対する供給電源が遮断される。一方、ゲートにＬＯＷレベルの制御信号ＰONを印加することによりＣＣＤ３１及びＣＣＤ基板３０に電源が供給され、ＣＣＤ３１及びＣＣＤ基板３０は動作を開始する。なお、ランプドライバ４ｄには交流電圧が印加されている。

画像読取装置１００で原稿３を読み取るにあたって、通常、基準白板Ｗｐを読み取り、白レベルの適正化のための利得調整及びシェーディング補正データの生成が各スキャンの直前に行なわれる。

これは、十分に安定した光源や、光学系であれば、行う必要のないものであるが、実際には点灯時間や、周囲環境温度の変化によって、原稿３を照射する光量に変化が生ずることや、基準白板のばらつき，レンズの収差，ミラーの偏光などによりＣＣＤ３１の出力が、ばらつくために設けられた補正手段であり、これらは時間の経過と共に変化し得るのでスキャン毎に行なう。

本実施例では、ＣＣＤ基板３０より、ＣＣＤ３１が読み取った基準白板の画像データとともにシェーディング期間を示す情報（基準データ取り込み期間信号）を画像処理基板２０に伝送することにより、画像処理基板２０の負担を減らし、ＣＣＤ基板３０及び画像処理基板２０の他機種との共通化を図った。

この時のタイミングチャート例を図３に示す。ＣＣＤ基板３０の信号処理回路３７は基準白板読み取り期間を示す信号（ａ）がきたときに、基準白板Ｗｐ読み取りに合ったＡ／Ｄ変換器３５のリファレンスに切り替え、またはアンプ３４の利得の調整を調整期間を示す信号（ｂ）中に行ない、基準白板レベルを適正になるようにする。シェーディングデータ読み取りの生成（基準白板Ｗｐの画像データの摘出）は、この後に行う必要があるため、この作業が終わるまでの間、基準白板読み取り期間を示す信号（ａ）をマスク信号（ｃ）によりマスクする。

信号処理回路３７は、こうしてできあがった信号をシェーディングゲート信号（ｄ）すなわち基準データ取り込み期間信号として、画像データとともに画像処理ボ−ド２０に伝送する。このような構成により、異なるＣＣＤ基板３０（基板３０の取り替え）に対して画像処理基板２０を共通に使用することができる。

ＣＣＤ基板３０にメモリ３８を備え、ＣＣＤ基板３０における様々な調整値、たとえば、黒オフセットレベルや、２出力ＣＣＤを使用したときの偶数画素／奇数画素の白・黒レベル補正また、ＣＣＤ３１と光学系から生じる読み取りレジスト位置等の設定値を該メモリ３８に保管している。

図４に、ＣＣＤ基板３０と画像処理基板２０の構成概要を示す。この実施例では、ＣＣＤ基板３０はスキャナのキャリジ５に搭載されている。ＣＣＤ基板３０上には、ＣＣＤ３１の駆動タイミング管理およびクロック発生のために信号処理回路３７及びメモリ３８が搭載されている。

画像処理基板２０上のＣＰＵ２１は、ＣＣＤ基板３０と接続されるとき、即ち電源ＯＮ時に、ＣＣＤ基板３０のメモリ３８に保管されている情報を信号処理回路３７を通じて読み出し、その情報に基づいた制御を実行する。ＣＰＵ２１は、初期調整時には、逆に調整データを信号処理回路３７を通じてメモリ３８に書き込むことにより情報を更新する。

この実施例では、必要とする様々な調整値をＣＣＤ基板３０に直接保管することにより、ＣＣＤ基板３０と画像処理基板２０の組み合わせが不要となる。

信号処理回路３７には、主走査同期信号および主走査有効期間信号，副走査有効期間信号が、画像処理ボ−ド２０上のＣＰＵ２１から入力される。

ＣＰＵ２１は、原稿３のサイズを検知したり、パソコンなどホストコンピュ−タからの指定に従って読み取るべき原稿領域を算出し、信号処理回路３７に原稿領域データを与える。信号処理回路３７では、画像信号に同期した形データとえば、Ａ／Ｄ変換後の画像データのイネーブル端子に対し、領域外のデータ送出のマスクを行う。

これにより、ＣＣＤ基板３０から画像処理基板２０に、不必要な情報を伝送する必要がないため、不要電波輻射に対し有利であり、読み取り停止時には、全く伝送しないことから省エネルギーが期待できる。

本発明の一実施例の画像読取装置１００の原稿走査系の概要を示す縦断面図である。 図１に示す画像読取装置１００の電装部の構成概要を示すブロック図である。 図２に示す信号処理回路３７が発生する信号のタイミングチャートであり、（ａ）は基準白板読み取り期間を示し、（ｂ）はアンプ３４の利得の調整等を行なう調整期間を示し、（ｃ）はマスク信号を示し、（ｄ）はシェーディングゲート信号を示す。 図２に示すＣＣＤ基板３０および画像処理基板２０上の電気要素の概要を示すブロック図である。 従来の画像読取装置１００電装部の構成概要を示すブロック図である。

符号の説明

１：コンタクトガラス
２：原稿圧板
Ｗｐ：基準白板
３：原稿
４ａ，４ｂ：光源
４ｄ：ランプドライバ
５：キャリッジ
１２：フレキシブルケーブル
１４：操作表示ボード
１５：電源部
１６：直流電源
１７：モータ
２０：画像処理基板
２０ＤＩ：デジタル処理回路
２１：ＣＰＵ
２２：ＲＯＭ
２３：ＲＡＭ
２４：Ｉ／Ｏ
２５：モ−タドライバ
２６：ＭＯＳトランジスタ
２６ｂ：スイッチングドライバ
２７：シェーディング処理回路
２８：フィルター回路
２９：ガンマ変換処理回路
３０：ＣＣＤ基板
３０ＡＮ：アナログ処理回路
３１：ＣＣＤ
３２：ＣＣＤドライバ回路
３３：サンプルホ−ルド回路
３４：信号増幅器
３５：Ａ／Ｄ変換器
３６：信号処理回路
３８：メモリ
１００：画像読取装置

Claims (2)

1. 画像読取基板と該画像読取基板からの画像データに対してシェーディング補正などの画像処理を施す画像処理基板とを有する画像読み取り装置であって、
   前記画像読取基板は、画像光を画像信号に変換する光電変換部と、該光電変換部により変換された画像信号に対してアナログ処理を施すアナログ処理部と、該アナログ処理を施された画像信号をデジタル信号に変換して画像データとして出力するＡ／Ｄ変換部と、シェーディング補正用データを生成するための基準データ取込期間信号を出力する制御部と、を備え、
   前記画像処理基板は、データを記憶するメモリと、前記基準データ取込期間信号に基づく期間の画像データに基づいて前記シェーディング補正用データを生成して前記メモリに記憶させると共に該シェーディング補正用データに基づいて画像データに対してシェーディング補正を施す画像処理部と、を備えることを特徴とする画像読み取り装置。
2. 請求項１記載の画像読み取り装置であって、
   前記画像読取基板は、前記光電変換部と前記アナログ処理部と前記Ａ／Ｄ変換部との少なくともいずれかによる処理の調整用データを記憶するメモリを備え、
   前記画像読取基板の制御部は、前記記憶された調整用データに基づいて前記光電変換部と前記アナログ処理部と前記Ａ／Ｄ変換部とを制御することを特徴とする画像読み取り装置。
   

Images